功率 导学案（解析版）-八年级物理下册（人教版）

人教版八年级第十一章功和机械能

第1节《功率》导学案

【学习目标】

1.结合实例理解功率的概念；

2.会进行功率的简单计算；

3.了解功率的应用。

【学习重点】

1.理解功率的概念。

2.知道功率的两种计算方法

【学习难点】：功率的表达式尸少•卜的物理意义和运用。

【自主预习】

L在物理学中，用功率表示做功的快慢。功与做功时间之比叫做功率,它在数值上等于单位时间内所

做的功。

2.功率公式为p=，其中率表示功率,单位瓦特；川表示功，单位焦耳；，表示时间,单位

【合作探究】

探究一：功率

观察思考：如图所示是建筑工地上将同一堆砖全部送到同一个楼顶上。常用来搬运砖块的两种机械（滑轮组

和起重:机），观察图中甲、乙两图，做相同的功，起重机比滑轮组所需时间少_,观察图中丙图和丁图

可得出：在相等的时间内，起重机比滑轮组做的功多。

®0

甲乙丙丁

所以，做功除了有多少之分，还有快慢的不同。

想想议议

一个大人和一个小孩一起爬相同的楼梯，所用时间相同，他们做功相同吗？做功的快慢相同吗？

分析：图中的两人爬相同的楼梯，两人升高的高度相同，但由于两人的质量不同，根据胎后=势加的可知,

两人做功不相同,老人比小孩做的功名；如果两人上楼所用的时间相同，大人比小孩做功快。

如果两个人上楼所用的时间不相同，怎么比较他们做功的快慢呢？

比较物体做功快慢的方法：

(1)做功相同时.，比较物体做功时间的长短，时间短的做功快。

(2)做功时间相同时♦，比较物体做功的多少，做功越多，做功越喙。

问题：如果做功得多少和做功的时间都不相同，怎么比较做功的快慢?

就像用速度表示运动的快慢一样，在物理学中，为了表示做功的快慢,引入了功生这个物理量.

1.功率的物理意义：表示物体做功的快慢.

2.功率的定义：功与完成这些功所用时®1之比叫做功率.

W

3.公式：P=—

____

4.单位：国际单位：焦/秒;专门名称：瓦特，符号W.1W=1J/S

是为了纪念英国的物理学家瓦特而用他的名字命名的。

常用单位:千瓦(kW)、兆瓦(MW):lkW=10^',lMW=103kW瓦特JamesWatt:英国发明家

(1736-1819)

5.功率是机器的主要技术性能之一

一般机器上都有一个小牌子叫作铭牌，上面标有一些数据，功率是其中的一项。选购机器时，要根据实际

需要选择功率合适的机器。

I80QZF•创颂N自般酒水车葭

配用功率：22.2KW流2^lm3/h扬fOm

输入转或函)制订自n性倭胆而n/4m

SmEBBkWt$■%

山「弱-r岬iwiB-7

铭牌上的功率，是指水车泵在正常的情况下，水泵轴从动力机械得到的功率，配用功率是指与这台水泵配

套的动力机的功率.如果用电动机带动这台水泵，就应选择功率是22.2kW的电动机.电动机的功率比22.2

kW小，带不动水泵；比22.2k\V大，是〜种浪费.就像小马拉大车，拉不动，大马拉小车，又没有充分发

挥马的作用一样.

想想做做测量人爬楼梯的功率

设计实验，如何测量出你爬楼梯的功率？

分析：由a上可知，要测量功率，必须测量爬楼梯所做的功/和所用的时间2

要测自己上楼的功，根据功的公式心出，需要知道体重G和楼的高度力，需要测出自己的质量/〃、楼层的高

度仇

实验器材：体重计、皮尺、秒表。

实验步骤：

(1)用体重计测出自己的质量他求出自己的重力&

⑵用皮尺测出所登楼层的高度限

(3)用秒表测出自己上楼所用的时回九

⑷用公式氏w/t=mgh/t求出大上楼的功率凡

探究二：功率的计算

计算功率的两种方法：

想想议议

为什么汽车上坡时，司机经常用换挡的方法减小速度？为什么同样一辆机动车，在满载时的行驶速度一般

比空载时小得多？

分析：机车发动机的功率是一定的,牵引力的大小和运动速度成反比。减少车辆的速度就会使车辆的牵弘

力增大。

由。二四，可知，当功率〃一定时，速度/越小，力尸越大;当力产一定时，功率〃越大，速度/越大；当速

度/一定时，功率尸越大，力1越大。

例题：大石头的质量为61,起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m(如图所示)，起重机提升大

石头的功率是多少？g取10N/kg。

分析：因为是匀速提升大石头，大石头处于平衡状态。所以起重机对石头的拉力和石头的重力是平衡力，

大小相等。求出拉力做的功，再求拉力的功率即可。

解：因为匀速提升，起重机提升大石头的拉力与大石头的重力相等，即：

小G=6X103kgX10N/kg=6X104N

大石头在拉力的方向上移动的距离：s=lm

所以拉力做的功：V>!=FS=6X10Nxim=6X/"j.

尸上…]0中

t15$

【精讲点拨】

1.利用定义式计算,此式适比于任何情况。

t

①使用公式时，一定要注意三个量的对应关系，功/一定是对应的时间।内完成的，这样算出来的功率才

是时间/内的功率。

②由尸二计算出的功率是平均功率，即在时间£内的平均功率

2.利用推导式P=Fv计算，此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况，只要问题中出现速度及力,

优先考虑该式。

物体受拉力E沿拉力方向做匀速直线运动时，拉力厂的功率：

卬Fs

p=----=-----=Fv

tt

尸表示物体受的力，/表示物体的运动速度。

适用条件：物体做匀速直线运动，少与/在同一条直线上。

【归纳整理】

1.物理意义：在物理学中，用功率来表示做功的快慢。

2.定义：功和做功时间之比叫做功率。它在数值上等于单位时间内物体所做的功.

功率3.公式%年

4.单位瓦特,简称瓦.符号是W,!W=lJ/s;lkW=lOOOW

5推导公式­P=Fr当物体在力尸的作用下,以速度“匀速运动时，由％=八及

•--------------v=s〃,可得m，.

【当堂练习】

1.（2020丹东）根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是

A.操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为5m

B.乒乓球比赛所用球拍的质量约为2kg

C.优秀运动员短时间运动的功率约为IkW

D.在公园进行体育锻炼时舒适的温度约为37C

【答案】C

【解析】A.操场篮球架上的篮圈距地面的高度约为3m,故A不符合题意：

B.乒乓球比赛所用球拍的质量约为90g,故B不符合题意；

C.运动员一秒钟把生物质能转化为机械能的功率是1（）00肌故C符合题意；

D.在公园进行体育锻炼时舒适的温度约为20C,故D不符合题意。故选C。

2.（2020沈阳）打篮球是同学们喜欢的体育运动。关于它的描述正确的是（）

A.篮球抛出后，由于受到惯性力继续向前运动

B.篮球离手后在空中飞行过程中，人对篮球做了功

C.篮球下落过程中，重力做功的功率不变

D.篮球由运动到静止，说明力可以改变物体的运动状态

【答案】D

【解析】A.篮球抛出后，由于篮球具有惯性，继续向前运动，故A错误；

B.篮球离手后在空中飞行过程中，人对篮球没有力的作用，所以对篮球不做功，故B错误；

C.篮球在下落过程中，重力不变，速度越来越快，由

六可知，该过程中重力做功的功率变大，故C错误；

D.篮球由运动到静止，篮球的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故D正面。故选D。

3.（2020淮安）小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，

比较两次爬楼过程（）

A.用时少的做功多B.用时少的做功功率大

C.用时多的做功多D.用时多的做功功率大

【答案】B

【解析】AC.由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由W=£y=G/z可知，两次所做的功

相同，故AC错误：

BD.两次所做的功相同，由〃=匕可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。

t

故选Bo

4.（2020湘潭）功与完成这些功所用时间之比叫功率，下列哪个不是功率的单位（）

A.千瓦时B.焦/秒C.瓦特D.千瓦

【答案】A

【解析】A、千瓦时是电功的单位，1千瓦时=3.6XKT焦耳。故A不是功率单位。

B、根据功率的定义：功与时间之比，可得出功率单位是焦/秒。故B是功率单位。

C、瓦特是功率的国际单位，故c是功率的单位。

D、千瓦是功率的常用单位，1千瓦=1000瓦，故D是功率单位。故选：A。

5.12020随州）物块在水平拉力”大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中

已知物块在4,段和曲段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在/步段、切段所受摩擦阻力分别为1N

和2N,则以下判断正确的是（）

rF

9----------•-----•-----------•------

ABCD

A.该物块在切段的惯性比,48段大

B.该物块通过力《段和⑦段所用的时间之比为2：5

C.拉力厂在仍段所做的功为20二

D.拉力/在⑦段做功的功率为10W

【答案】D

【解析】A.惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误：

B.由题知，物块在/仿段和⑦段的速度之比为2：5,/历和⑦距离相等，则该物块通过力8段和⑦段所用

的时间之比为5：2,故B错误；

C.物块在力〃段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力，,在47段所做的功：

聆%碣二INxIOHFIOJ。故C错误；

D.物块在切段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力/在口段做功的功率：

p=Fa）Vc｛）=f（i）Va,=2KX5m/s=10W0故D正确。故选D0

6.（2020温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（）

.F（压力）产（压强）V（功）,FT（功）

------------------------------

°S（受力面积）°S（受力面积）°r（时间）°尸（功率）

A.压强B.压力C.功率D.时间

【答案】B

【解析】A.由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压力，阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积，

由可知，压强等于压力和受力面枳的比值，故A不符合题意；

B.由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压强，阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积，由於夕S

可知，压强和受力面积的乘积就是压力，故B符合题意；

w

c.由图可知，横坐标我不做功时间，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功和做功时间的乘积，由尸=彳

可知，功率等于功和做功时间的匕值，故C不符合题意;

w

D.由图可知，横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功率和功的乘积，由

可知，做功时间等于功和功率的匕值，故D不符合题意。故选B。

7.（2020长沙）小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,

以下符合实际的是（）

A.电梯对小杰做功约3.6X103J

B.小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功

C.电梯对小杰做功的功率约1200、

D.小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W

【答案】C

【解析】A、小杰与书包的总重力大约为600N,1楼到21楼的高度h=20X3m=60m,

电梯对小杰做功W=Gh=600NX60m=3.6X10工故A不符合实际；

B、小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做功，故B不符合实际；

C、电梯对小杰做功的功率）=y■=&6*10工=1200W,故C符合实际；

t30s

D、小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0,故D不符合实际。故选：Co

8.（2020包头）如图所示，在粗糙水平地面上，用10N的力歹沿水平方向拉滑轮（不计滑轮重力）木板B

静止，木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，5s内木块A移动/0.5m,滑轮组的机械效率为80%

。下列说法正确的是（）。

A.木块A受到的摩擦力为5N；

B.地面对•木板B的摩擦力为4N；

C.5s内绳子拉力对木板B做的功为2J；

D.拉力厂的功率为0.5W

【答案】Do

W,.R.25

【解析】A.滑轮组的机械效率为80%,根据公式77二才=T—可算出绳子上的力为:

%F或

Kx80%10Nx80%

==4N

绳2~2~

木块A在粗糙木板B上水平向左做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力等于绳子上的力，为4N,A错误;

B.木板B静止，受力平衡，对其受力分析，受到绳子的拉力为5N,方向向右，还受到木块A的摩擦力为

4N,方向向左，因此地面给木板B的摩擦力大小为1N,方向向左，B错误；

C.5s内木板B静止，绳子拉力对木板B做的功为OJ,C错误；

D.5s内木块A移动了0.5m,则拉力拉着滑轮移动了0.25m,拉力/的功率为:

1ONx0.25m八3“n

P=W-----------=0.5WoD正确。故选Do

5s

9.(2020东营)我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它即可像普通坦克一样在陆地上

高速行驶，又能像船一样在水中航行“该坦克的质量为223配备发动机的最大功率为420kW,若在水中匀

速航行时，最大速度为18km/h,此时受到的阻力为____。

【答案】8.4x103。

【解析】坦克在深水中航行时，最大速度：r=18km/h=5m/s

发动机的最大功率；7^-4201^-4.2xlO5W

WFvp4?xI()5W

由P=—二—=得，坦克的牵引力：F=-=4-ZX1Uw=8.4X104N

ttv5m/s

因为坦克是匀速航行，坦克受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以，坦克受到的阻力：f=F

二84X10加。

10.(2020益阳)一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.9X10%。卡

车行驶Imin后发动机做的功是J,发动机做功的功率为________Wo

【答案】1.2X10,；2X105

【解析】(1)s=vt=20